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出版者:北方交通大学

作者:李军等编著

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:2004-1

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787810822138

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计算机网络原理与实践：从基础协议到前沿技术 作者： 王建华，李明 出版社： 电子工业出版社 出版日期： 2023年10月 ISBN： 978-7-121-xxxx-x --- 内容概述 《计算机网络原理与实践：从基础协议到前沿技术》是一本深入浅出、全面覆盖现代计算机网络核心知识体系的专业教材与实践指南。本书旨在为读者构建一个坚实而全面的网络理论基础，并同步提供大量贴近工业界实际应用的实践案例和动手实验，帮助学习者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 本书结构清晰，内容逻辑严谨，涵盖了从 OSI 和 TCP/IP 协议栈的底层物理层到高层应用层的全景式介绍。它不仅详尽阐述了网络架构的设计哲学和关键技术原理，更紧密结合当前信息技术（IT）领域的热点发展，如云计算、物联网（IoT）和软件定义网络（SDN）中的网络挑战与解决方案。 本书的特色在于其“理论深度”与“实践广度”的完美结合。 理论部分深入剖析了数据链路层帧的校验与差错控制、网络层路由算法的复杂性、传输层拥塞控制的精妙设计等核心概念；实践部分则配备了丰富的实验指导，涵盖使用 Wireshark 进行抓包分析、使用 GNS3/Cisco Packet Tracer 搭建复杂拓扑、编写基于 Socket 的应用层程序等实战环节。 --- 详细章节结构与核心内容 本书共分为八个主要部分，辅以贯穿始终的实践案例： 第一部分：网络基础与体系结构 (Foundations and Architecture) 本部分为全书的基石，详细介绍了计算机网络的定义、发展历程、核心目标以及分类。重点讲解了 OSI 七层模型 和 TCP/IP 四层/五层模型 的对比与映射关系，强调理解不同协议层之间的接口与服务。此外，还引入了网络性能的基本度量指标，如带宽、延迟、吞吐量和抖动，为后续的性能分析打下基础。 核心概念： 协议、接口、服务模型（端口服务、数据报服务）。 实践侧重： 了解局域网（LAN）的基本组成要素（集线器、交换机、路由器）。 第二部分：物理层与数据链路层 (Physical and Data Link Layers) 深入探讨数据如何在物理介质上传输，以及如何实现可靠的数据帧传输。在物理层，讲解了不同传输介质（双绞线、光纤、无线电波）的特性和编码方式。 数据链路层是本书的重点之一。详细剖析了差错检测与纠正机制（如奇偶校验、CRC 循环冗余校验）。重点讲解了介质访问控制（MAC）协议，包括有线环境下的 CSMA/CD（以太网基础）和无线环境下的 CSMA/CA（Wi-Fi 基础）。高阶内容涉及局域网技术：ARP/RARP 的工作原理、以太网帧结构及其演进（如快速以太网、千兆以太网）。 关键技术： CRC 算法实现、曼彻斯特编码。 实践环节： 使用 Wireshark 捕获和分析以太网帧头，识别 MAC 地址冲突点。 第三部分：网络层：寻址与路由 (Network Layer: Addressing and Routing) 网络层是实现数据在全球范围内互联互通的关键。本部分详尽介绍了 IPv4 和 IPv6 的地址结构、子网划分（VLSM/CIDR）以及无类别域间路由的必要性。 路由部分是本章的重中之重： 1. 静态路由与动态路由的区别。 2. 内部网关协议（IGP）：详细解析 RIP、OSPF 的工作原理、度量值计算和链路状态信息的传播机制。 3. 外部网关协议（EGP）：重点讲解 BGP 的路径矢量算法、AS 间路由策略和策略控制（如 AS 路径、本地偏好）。 实践指导： 在 GNS3 环境中配置 OSPF 区域划分，并观察路由表的收敛过程。 第四部分：传输层：连接的可靠性与效率 (Transport Layer: Reliability and Efficiency) 传输层负责端到端的通信质量保证。详细对比 TCP (面向连接) 和 UDP (无连接) 的应用场景与特性。 在 TCP 部分，本书深入探讨了其核心机制： 1. 可靠数据传输：滑动窗口协议、确认与重传机制。 2. 连接管理：三次握手与四次挥手（包括 TIME_WAIT 状态的意义）。 3. 流量控制与拥塞控制：慢启动、拥塞避免、快速重传与快速恢复算法的数学模型和状态转移图。 深入探讨： 现代 TCP 拥塞控制算法（如 CUBIC）的优化思路。 实验内容： 测量不同 RTT 环境下 TCP 的吞吐量变化，并模拟丢包情景观察重传机制。 第五部分：应用层协议栈 (Application Layer Protocols) 本部分聚焦于用户直接交互的协议。涵盖 DNS 的层次结构、查询类型（递归与迭代）和工作流程；HTTP/HTTPS 的请求-响应模型、状态码、Cookie 与 Session 管理，以及 HTTP/2 和 HTTP/3 (QUIC) 的引入所带来的性能改进。同时，也讲解了 FTP、SMTP、POP3 等传统应用协议。 实战应用： 解析 HTTPS 的 TLS/SSL 握手过程，理解公钥基础设施（PKI）的作用。 第六部分：网络安全基础 (Network Security Fundamentals) 网络安全是现代网络不可或缺的一部分。本章介绍了加密技术（对称与非对称加密、哈希函数），并侧重于防火墙技术（包过滤、状态检测、代理网关）的部署与配置。讲解了入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）的基本原理和部署位置。 关键技术： PKI、数字证书的验证链。 第七部分：新兴网络技术与趋势 (Emerging Technologies and Trends) 本部分面向未来，介绍当前驱动网络技术变革的前沿领域： 1. 软件定义网络 (SDN)：深入讲解 SDN 的三层架构（应用层、控制层、数据层），OpenFlow 协议及其在集中式网络控制中的优势。 2. 网络功能虚拟化 (NFV)：NFV 如何解耦网络功能与专用硬件，并讨论其对数据中心架构的影响。 3. 物联网 (IoT) 网络：探讨 IoT 环境下的资源受限设备接入挑战，以及诸如 MQTT、CoAP 等轻量级协议的应用。 前沿实践： 使用 Mininet 模拟一个简单的 SDN 环境，并尝试编写一个控制器脚本来改变数据流路径。 第八部分：网络性能分析与故障排除 (Performance Analysis and Troubleshooting) 强调实战技能。教授读者如何使用专业的网络工具进行性能基准测试（如 iperf）。系统性地讲解网络故障排除的自顶向下/自底向上方法论，并结合常见故障场景（如 ARP 广播风暴、BGP 路由黑洞、TCP 窗口阻塞）进行案例分析和解决步骤演示。 --- 读者对象 本书适合于以下读者： 1. 计算机科学与通信工程专业本科生和研究生：作为核心课程《计算机网络》的指定教材或参考书。 2. 网络工程师与系统管理员：希望系统性地回顾和深化协议栈知识，并掌握前沿网络技术应用于生产环境的专业人士。 3. 软件开发人员：特别是从事需要深度理解网络交互（如高性能分布式系统、微服务架构）的开发者。 --- 结语 《计算机网络原理与实践：从基础协议到前沿技术》以严谨的学术态度和高度的工程实践性，致力于为读者提供一个通往精通计算机网络技术的阶梯。通过本书的学习，读者不仅能够理解“网络是如何工作的”，更重要的是，能够掌握“在复杂网络环境中如何设计、部署和维护高效、可靠、安全的系统”。我们相信，本书将成为每一位网络领域从业者工具箱中不可或缺的宝典。

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这本书的排版和装帧实在是令人眼前一亮，触感极佳，拿在手里沉甸甸的，一看就知道是用心制作的。封面设计简洁大气，色彩搭配非常专业，让人在书架上就能被它吸引。内页的纸张质量也相当不错，印刷清晰锐利，即便是初学者长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。这一点对于需要长时间对着电脑学习编程技术的读者来说，无疑是一个巨大的加分项。我特别欣赏作者在章节划分上的逻辑性，从基础概念的引入到复杂功能的实现，过渡得非常自然流畅，每一步的学习路径都规划得井井有条，让人感觉学习过程是可控且充满成就感的。而且，书中穿插的许多图例和流程图，不仅仅是简单的图形展示，它们巧妙地将抽象的编程逻辑具象化了，极大地降低了理解难度，这一点非常人性化。对于我这种刚接触数据库开发的新手来说，这种循序渐进的引导简直是雪中送炭，让我对后续的学习充满了信心。

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从工具的生命周期角度来看，这本书的知识体系构建得非常扎实，具有很强的兼容性和前瞻性。它不仅详尽地覆盖了开发环境的搭建和核心模块的使用，还花了大篇幅讲解了数据迁移和系统维护的策略。对于任何一个追求长期稳定运营的系统来说，后期的维护和升级往往比初次开发更具挑战性，而这本书恰恰弥补了市面上很多教材在这方面的不足。它清晰地指导读者如何编写具有良好扩展性的代码结构，如何进行版本控制下的协作开发，以及如何在不中断服务的前提下进行数据备份和恢复。这种系统化的思维训练，让我明白开发不仅仅是写代码，更是一项需要全局视野的工程活动。掌握了这些内容，我可以更有信心地去维护和迭代自己构建的系统，确保其健壮性和长久的生命力。

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这本书在理论深度上把握得相当到位，它没有停留在简单罗列函数和语法的表面，而是深入挖掘了数据库设计背后的核心思想和最佳实践。我特别喜欢作者在讲解关系型数据库设计原则时所采用的案例，这些案例非常贴近实际的商业应用场景，而不是那些脱离实际的教科书式例子。通过这些生动的案例，我不仅学会了如何写出可用的代码，更重要的是理解了“为什么”要这么设计，这才是区分一般操作者和真正开发者的关键所在。书中对性能优化的讨论也相当深入，它没有简单地给出“使用索引”这种初级建议，而是详细分析了不同查询语句在数据库引擎下的执行效率差异，并提供了细致的调优策略。对于有一定基础，希望将自己的开发水平提升到专业水准的读者来说，这本书提供的知识深度绝对物超所值，它让我对整个数据库系统的构建有了更宏观和深刻的认识。

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我之前尝试过几本关于数据库开发的教材，但总感觉要么过于偏重理论的枯燥论述，要么就是代码示例陈旧、脱离时代。然而，这本书的实战性是我最欣赏的一点。它不是一本“告诉你会什么”的书，而是“教你如何做成事”的工具手册。书中提供的所有源代码和配套的数据库文件，我都亲自下载下来进行了编译和运行，体验感极佳，几乎没有遇到环境配置上的障碍。更值得称赞的是，它提供的项目实战环节，步骤详尽，每一步的输入和预期输出都清晰明确，让人可以像跟随导师一样进行操作。尤其是最后那个综合性的项目，简直就是一次完整的企业级应用开发流程模拟，从需求分析到最终部署的每一个环节都得到了充分的讲解和演示。这套流程的梳理，比单纯学习语法更有价值，它教会了我如何组织和管理一个真正的开发任务。

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这本书的语言风格出乎意料地亲切且富有感染力，完全没有传统技术书籍那种拒人于千里之外的冰冷感。作者的文字非常流畅自然，仿佛是一位经验丰富的前辈在耳边耐心指导。当遇到一些容易混淆的概念时，他总能用非常巧妙的比喻来解释清楚，比如他描述事务的ACID特性时，用的那个生活中的例子，我一下子就明白了，完全不需要去查阅额外的资料。这种“化繁为简”的能力，是衡量一本优秀教程的关键标准。此外，书中对于常见错误的排查和解决方案的探讨，也体现了作者深厚的实践经验。他没有避讳那些容易让人抓狂的“陷阱”，而是正面迎击，并提供了多套解决思路，这一点让我在遇到困难时，总能从书中找到及时的帮助，极大地减少了我的“试错”成本。

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